KR100375504B1 - 합금화용융아연도금강판의제조방법 - Google Patents

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KR100375504B1 KR10-1998-0060234A KR19980060234A KR100375504B1 KR 100375504 B1 KR100375504 B1 KR 100375504B1 KR 19980060234 A KR19980060234 A KR 19980060234A KR 100375504 B1 KR100375504 B1 KR 100375504B1
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Abstract

본 발명은 합금화 용융아연 도금강판 제조시 폭방향 온도편차에 따라 발생하는 합금화편차를 감소시키는 방법에 관한 것으로, 용융아연 도금공정 및 합금화처리공정을 포함한 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법은 알루미늄 함량이 유효 알루미늄 기준 0.135~0.14% 함유되고 합금화로내의 균열대에 가스버너를 설치하여 합금화 처리하는 것을 포함하여 구성되며, 본 발명에서 제시된 유효알루미늄 조건과 균열대에 가스버너를 사용하게 되면 폭방향에 따라 합금화도 편차가 0.3% 이내로 매우 균일한 합금화 용융아연 도금강판을 제조할 수 효과가 있는 것이다.

Description

합금화 용융아연 도금강판의 제조방법
본 발명은 합금화 용융아연 도금강판의 폭방향 합금화편차를 감소시킬 수 있는 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는 합금화 용융아연 도금강판 제조시 폭방향 온도편차에 따라 발생되는 합금화편차를 감소시켜 균일한 합금상태를 얻을 수 있는 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
합금화 용융아연 도금강판은 연속 용융아연 도금 공정에서 용융아연 욕조에 통과시켜 도금된 강판을 그 표면의 아연도금층이 완전히 응고하기 전에 용융아연 욕조의 직상부에 설치된 합금화 열처리로에서 상기 아연도금층을 가열하여 적정한 온도에서 일정시간 유지시킨 후 공기 냉각대에서 급속냉각시킴으로써 제조된다.
합금화 용융아연 도금강판은 철과 아연의 상호확산반응을 이용하여 제조되는강판으로서, 상기 도금강판의 도금층은, 철의 함량이 약 10~12% 정도이고, 철의 함량에 따라서 제타상(ζ, FeZn13), 델타상(δ,FeZn7), 캐피탈감마상(Γ,Fe3Zn10)의 구조로 구성되어 있으며, 이들의 구성비에 따라 가공성 및 도장성이 크게 달라진다.
합금화과정에서 강판이 통과하는 합금화로는 가스가열방식과 유도가열방식으로 크게 나눌수 있으며 각각의 장단점을 가지고 있다. 가스가열방식은 비용은 적게 드는 반면 온도조절이 용이하지 않다는 단점이 있고, 유도가열방식은 온도조절은 용이한 반면 강판과 유도코일간의 거리가 10㎝ 이내이기 때문에 강판의 진동에 의하여 유도로에 접촉하게 되면 아킹(Arcing)이 발생하여 강판표면의 불량을 유발시킬 뿐만 아니라 유지비용도 가스가열방식에 비하여 높다는 단점이 있다.
도 1에 기존의 가스가열방식의 합금화로가 도시되어 있으며, 상기 합금화로는 가열대와 균열대로 나누어지고, 상기 가열대의 길이는 약 5m로 통판속도가 70mpm일 때 통과시간은 약 43초가 소요되고, 상기 균열대는 약 20m로 통과시간이 약 17초 소요된다. 상기 가열대에서는 가스버너(Gas Burner)가 장착되어 있어 강판을 직접 가열할 수 있으나, 균열대에서는 가스버너가 없으므로 가열대에서 올라온 열에 의하여 온도가 유지된다.
따라서, 도금강판의 합금화과정은 도금강판이 합금화로를 통과함으로써 완료된다.
그러나, 도금강판이 가열대를 통과한 후 균열대를 통과하게 될 때, 균열대 내부의 온도편차와 강판의 통과에 따른 강판의 냉각으로 합금화가 불균일하게 이루어지고, 특히 폭방향의 양쪽 에지(Edge) 부분에서 합금화가 불충분하게 이루어지므로 합금화도(도금층중 Fe함량) 편차가 폭방향으로 약 2~3%정도 발생한다. 또한, 도금욕중의 유효 Al농도가 0.13% 이하로 상대적으로 낮은 알루미늄(Al) 영역에서 작업함에 따라 강판의 합금화는 합금화온도에 민감하게 영향을 받게 되어 강판의 양쪽 에지부분은 중심부에 비하여 Fe함량이 약 2%정도 낮아진다.
여기서, 유효 알루미늄(Al)이란 도금욕중에서 강판과 실제로 반응에 참여하는 알루미늄을 의미하고, 도금욕 중에는 유효 알루미늄(Al)과 드로스(dross)에 결합된 알루미늄(Al)이 함유되어 있다.
기존의 알루미늄 관리는 총 알루미늄(total Al) 개념으로 유효 알루미늄과 드로스에 결합된 알루미늄을 포함하여 이루어졌다. 그러나, 이러한 기존의 관리방식은 도금욕 중의 철(Fe)가 많을수록 강판과 반응하는 유효 알루미늄이 감소하므로 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 도금욕 중의 알루미늄 농도를 유효 알루미늄으로 바꾸면서 알루미늄함량을 증가시키고 합금화로의 균열대 내부에 폭방향의 양쪽 에지부분에 길이방향으로 일렬로 가스버너를 장착하여 도금강판을 가열함으로써 균일한 합금화를 가지는 합금화 용융아연 도금강판을 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 가스가열방식의 합금화로의 개략도.
도 2는 본 발명예(가스식 합금화로의 균열대에 가스버너를 설치한 것)에 따른 합금화로의 개략도.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 알루미늄의 관리를 유효알루미늄으로 제어하고 가스식 합금화로의 균열대에 가스버너를 길이방향으로 설치하여 도금강판의 양쪽 에지부분을 가열함으로써 균일한 합금화를 가지는 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 따르면, 용융아연 도금공정 및 합금화처리공정을 포함한 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법에 있어서 알루미늄함량이 유효 알루미늄 기준 0.135~0.14wt% 함유되고 합금화로 내부의 균열대에 가스버너를 설치하여 도금강판의 양쪽 에지부분을 가열함으로써 합금화처리하는 것을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 도금욕 중의 유효 알루미늄을 0.135~0.14wt% 로 증가시켜 온도에 대한 합금화의 민감성을 완화시켜 합금화온도가 증가하더라도 합금상의 성장에 따른 과합금화를 억제시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 균열대 내부의 양쪽 에지부분에 길이방향으로 1.5∼2.5m 간격으로 가스버너를 설치하여, 도금강판이 균열대를 통과할 때 상기 도금강판의 양쪽 에지부분의 냉각을 방지하여 합금화가 균일한 합금화 용융아연 도금강판을 제조한다.
유효 알루미늄 함량[Al(wt%)]은 다음과 같은 식으로 구한다.
유효 Al(wt%) = Total Al(wt%) - 1.22Fe(wt%),
여기에서, Total Al(wt%)은 도금욕 중 Al의 량,
Fe(wt%) = Total Fe(wt%) - 고용 Fe(wt%),
Total Fe(wt%) = 도금욕 중의 Fe농도,
그리고, 고용 Fe(wt%)는 다음과 같은 공식에 의하여 얻는다.
여기에서, T : Kelvin 온도,
이하, 본 발명의 수치한정의 이유를 설명한다.
상기와 같은 제조공정에서, 도금욕 중의 유효 알루미늄 함량을 0.135∼0.14wt%로 한정한 이유는 다음과 같다. 즉, 유효 알루미늄 함량이 0.14wt% 이상인 경우에는 알루미늄의 합금화 반응의 억제로 합금화 반응이 일어나지 않아 미합금화가 발생되기 쉬우며, 0.135wt% 이하인 경우에는 합금화 온도에 따라서 합금화가 급속히 일어나서 폭방향에 따른 합금화가 불균일하게 일어나기 때문이다.
균열대 내부의 가스버너의 위치를 1.5∼2.5m로 한정한 이유는 다음과 같다. 즉, 가스버너의 위치가 1.5m 이하인 경우에는 과도한 열량의 유입으로 양쪽 에지부분에서 과합금화가 일어나기 쉽고, 2.5m 이상인 경우에는 합금화를 효율적으로 제어하지 못하여 미합금화가 발생한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.
[실시예]
용융아연 도금강판을 아영도금욕 중의 알루미늄 함량 및 가스버너의 위치를 변경시키면서 합금화 용융아연 도금강판을 제조하였다. 상기와 같이 합금화 처리된 시편에 대하여 폭방향별로 합금화도 및 강판표면의 조직을 관찰하여 평가하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[표 1]
표 1에서의 합금화도는 유도결합플라즈마 방출분광법(ICP)을 이용하여 분석하였고, 표면조직은 주사형 전자현미경(SEM)을 이용하여 관찰하였다.
표면조직은 합금화 용융아연 도금강판의 합금화에 따라 상의 성분이 달라지느데 표 1에서 나타난 상은 다음의 조성을 갖는다.
η:순수아연상, ζ:FeZn13, δ:FeZn7,
표 1에서와 같이 본 발명에 부합되는 발명재(1∼9)는 폭방향에 따라 합금화편차가 0.3% 이내로 매우 균일한 합금화 용융아연 도금강판을 얻을 수 있다. 반면에, 용융도금욕 중 유효알루미늄의 함량이 발명재의 경우보다 적은 경우(A∼D)에는 같은 합금화도 온도에서 합금화도가 전반적으로 높게 나타났고, 발명재의 경우보다많은 경우(H∼J)에는 알루미늄의 합금화반응의 억제에 의해 합금화가 지연되어 미합금화가 발생되었다.
또한, 비교예에서, 합금화로에 균열대에 가스버너가 없는 경우(A~C)에는 폭방향별로 합금화 편차가 약 2% 이상으로 균일한 합금화 용융아연 도금강판을 얻을 수 없고 표면조직도 상이하게 나타났다.
균열대 내에 가스버너가 있더라도 발명재의 경우보다 길이간격이 짧은 경우(D~F)에는 중심부에 비해 합금화가 많이 진행되어 델타(β)상이 주로 존재하게 되었고, 발명재의 경우보다 길이간격이 긴 경우에는 가스버너의 가열효과가 양쪽 에지부분의 온도냉각을 보상해 줄 수 없으므로 합금화도 편차가 발생되고 균일한 합금화 용융아연 도금강판을 제조할 수 없었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서 제시된 유효알루미늄 조건과 균열대에 가스버너를 장착하게 되면 폭방향에 따른 합금화도 편차가 0.3% 이내로 유지되어 매우 균일한 합금화 용융아연 도금강판을 제조할 수 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 용융아연 도금공정 및 합금화 처리공정을 포함한 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법에 있어서,
    도금욕 중의 알루미늄 농도가 유효 알루미늄을 기준으로 0.135~0.140wt%로 조절되고, 합금화로의 균열대 내부에서 길이방향으로 가스버너를 1.5~2.5m 간격으로 설치하여, 0.3% 이내의 합금화 편차를 갖도록 상기 도금욕을 통과한 도금강판이 상기 균열대를 통과할 때 상기 가스버너에 의하여 상기 도금강판의 양쪽 에지부분을 가열하는 합금화 용융아연 도금강판의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5931858A (ja) * 1982-08-11 1984-02-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 合金化溶融亜鉛メツキ鋼板の製造法
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